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https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/31078
Type
DissertationCopyright
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2019-12-07
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ESTUDO DA EXPRESSÃO E FUNÇÃO DAS ISOFORMAS DE LAMININA NA PROLIFERAÇÃO, DIFERENCIAÇÃO E FUSÃO DE MIOBLASTOS HUMANOS EM MODELOS IN VITRO E IN VIVO
Gomes, Camila Sanches Oliveira | Date Issued:
2018
Advisor
Comittee Member
Affilliation
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Abstract in Portuguese
O músculo esquelético adulto é composto majoritariamente por fibras musculares e por uma população minoritária de células progenitoras indiferenciadas (células satélites). Após trauma ou dano, tais células são ativadas e proliferam (mioblastos), fusionando entre si ou com fibras pré-existentes, promovendo restauração do músculo. Essas células têm sido utilizadas em estratégias de terapia celular para o tratamento de doenças musculares, mas ainda sem resultados expressivos em ensaios clínicos. A morte massiva, proliferação e migração limitadas, além de diferenciação precoce das células injetadas têm sido consideradas como as principais limitações envolvendo esta estratégia. Dentre os componentes do nicho dessas células, estão moléculas da matriz extracelular, como a laminina (LM), principal componente da membrana basal da fibra muscular, fundamental para integridade e função das fibras musculares. No músculo maduro, somente as isoformas LM-211 e 221 são encontradas na membrana basal das fibras. Porém, resultados preliminares do nosso grupo indicavam que outras isoformas poderiam estar presentes durante o processo de regeneração Além disso, o tratamento com LM-111 tem demonstrado resultados promissores na melhora do processo de regeneração em modelos animais, sugerindo que outras isoformas de LM, além das LMs 211 e 221, possam ter papel relevante na biologia do músculo. Os objetivos deste trabalho foram: i) identificar a presença de cadeias de LM em mioblastos humanos, em proliferação e diferenciação in vitro; ii) realizar ensaios funcionais de proliferação e diferenciação de mioblastos humanos na presença de isoformas de LM Observamos, por PCR e imunofluorescência, que mioblastos humanos expressam, na proliferação e na cinética diferenciação de mioblastos humanos em cultura, de forma não simultânea, a cadeia \03B12 (que forma as isoformas LM211 e 221), mas também as cadeias \03B11, \03B14, \03B15 de LM. Em ensaios funcionais in vitro, utilizando LMs recombinantes e anticorpos monoclonais bloqueadores, observamos que a interação do mioblasto com as LMs modula a proliferação, diferenciação e fusão desses progenitores musculares. Nossos dados sugerem uma possível hierarquia na expressão de isoformas de LM na diferenciação de mioblastos, e indicam que estas moléculas possam ter papéis específicos em diferentes fases do processo de regeneração muscular. A caracterização das isoformas de LM presentes no nicho da célula satélite visa fornecer informações relevantes para uso destas células em terapia celular futuramente.
Abstract
Adult skeletal muscle is composed mostly of muscle fibers and a rare population of undifferentiated progenitor cells (satellite cells). After damage or injury, these cells are activated, proliferate (at this point, they are called myoblast) and fuse between them or with preexisting fibers, promoting muscle regeneration. These cells have been used in cell therapy strategies for treatment of muscular diseases, but still with no significant results in clinical trials. Massive death, limited proliferation and migration, and early differentiation of injected cells have been considered the main limitations of this strategy. Among the components of cells' niche are extracellular matrix molecules, such as laminin (LM), the main component of the basement membrane of the muscle fiber, fundamental for the integrity and function of muscle fibers. In mature muscle, only LM-211 and LM-221 isoforms are found in basement membrane of the fibers. Nevertheless, preliminary results from our group indicated other isoforms could be present during the regeneration process. In addition, treatment with LM-111 has shown promising results in improving regeneration process in animal models, suggesting that other LM isoforms (besides LMs 211 and 221) may play a relevant role in muscle biology The objectives of this work were: i) to identify the presence of LM chains in human myoblast proliferation and in vitro differentiation; ii) perform functional assays of proliferation and differentiation of human myoblasts in the presence of LM isoforms. We observed by PCR and immunofluorescence that human myoblasts express, in the proliferation and kinetic differentiation of human myoblasts in culture, nonsimultaneously, the \03B12 chain (which forms the LM211 and 221 isoforms), but also \03B11, \03B14, \03B15 chains of LM. In in vitro functional assays using recombinant LMs and blocking monoclonal antibodies, we observed that the interaction of the myoblast with LMs modulates the proliferation, differentiation, and fusion of these muscle progenitors. Our data suggest a possible hierarchy in the expression of LM isoforms in the differentiation of myoblasts and indicate these molecules may have specific roles in different phases of the muscle regeneration process. Characterization of LM isoforms present in the satellite cell niche is intended to provide relevant information for the use of these cells in future cell therapy.
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